山東省青島市2019年中考物理總復習 八下 第12講 功、功率、機械效率課件.ppt
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第一部分系統(tǒng)復習,成績基石,第十二講功、功率、機械效率,要點功,類型1:做功的必要因素,物體不做功的三種情況,1.靜止不做功:物體受到力的作用,但沒有移動距離,這時力對物體沒有做功;2.慣性不做功:物體沒有受力,但由于慣性通過了一段距離,也沒有力做功;3.垂直不做功:物體受到力的作用,但運動的方向與力的方向垂直,這個力不做功.,例?如圖所示的幾個情形中,所提到的力沒有做功的是(),A.物體在繩子拉力作用下升高B.靜止的小車在拉力作用下運動起來C.汽車在剎車阻力的作用下速度減慢D.人用力搬石頭,石頭不動,D,點撥?解答本題的關(guān)鍵是抓住做功的兩個必要因素:作用在物體上的力和物體在力的方向上移動的距離,二者缺一不可.,類型2:功的計算,斜面的特點,斜面能省力但不省距離;任何機械都不省功.,例?如圖所示,某人分別用300N和200N的力,將同一個裝有水的容器從地面上直接搬到車上和通過斜面搬到車上.下列說法中不正確的是(),A.用300N的力搬運容器時做了300J的功B.用200N的力搬運容器時做了200J的功C.用200N的力搬運容器時做了300J的功D.通過斜面搬運容器時不能省功,點撥?用300N的力搬運時所做的功W1=F1h=300N1m=300J;用200N的力搬運時所做的功W2=F2L=200N1.5m=300J;兩種情況下做的有用功一樣多,故通過斜面搬運容器不能省功.,B,要點功率,計算功和功率綜合題的步驟,在解答做功和功率類綜合性的計算題時,首先分析已知條件,然后根據(jù)已知量與未知量之間的關(guān)系,利用相應的計算公式進行計算,得出未知量.,例?重力為600N的小明在一次跳繩的體能測試中,1min內(nèi)跳了120次,每次跳離地面的高度約為5cm,則他跳繩時的功率最接近()A.6WB.60WC.600WD.6000W,點撥?小明所受的重力G=600N,則小明一次跳繩做的功W0=Gh=600N0.05m=30J,小明1min跳繩做的總功W=120W0=12030J=3600J,所以小明跳繩的功率,B,變式訓練?一輛汽車的功率為90kW,行駛速度為54km/h時,汽車的牽引力多大?,解:汽車的速度v=54km/h=15m/s汽車的牽引力,要點機械效率,影響滑輪組機械效率的因素,用不同的滑輪組提起相同的重物至同一高度,做的有用功相等,動滑輪重的做的額外功多,機械效率就低;用同一滑輪組提起不同的重物至同一高度,此時動滑輪重、摩擦一定,做的額外功相等,物重大的做的有用功多,機械效率高.,例1?用如圖所示滑輪組將貨物緩慢提升3m,已知貨物重850N,所用拉力F為300N(不計摩擦和繩重).求:,(1)有用功W有;(2)總功W總;(3)額外功W額.,解:(1)有用功W有=Gh=850N3m=2550J(2)繩自由端通過的距離s=nh=33m=9m,總功W總=Fs=300N9m=2700J(3)額外功W額=W總-W有=2700J-2550J=150J,點撥?(1)已知貨物的重力和貨物升高的高度,根據(jù)W有=Gh即可求出有用功;(2)根據(jù)貨物升高的高度h和提升貨物所用繩子的段數(shù)n求出繩子自由端通過的距離s=nh,然后根據(jù)W總=Fs即可求出總功;(3)根據(jù)W額=W總-W有即可求出額外功.,例2?用如圖所示器材測滑輪組的機械效率.(1)在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方法;(2)安裝好實驗器材后,記下鉤碼和拴住彈簧測力計的線端原先的位置;(3)某同學正確測得鉤碼上升的高度為0.2m,鉤碼重1.5N,其他被測和計算的數(shù)據(jù)如下表:,上表中肯定錯誤的數(shù)據(jù)是______和______;(4)若用上述裝置提起重1.5N的鉤碼,機械效率為η1;提起重3N的鉤碼,機械效率為η2,則η1______(填“>”、“<”或“=”)η2.,點撥?(1)當有3段繩子承擔物重時最省力,根據(jù)“偶定奇動”的方法可知,應從動滑輪開始繞起;(2)根據(jù)3段繩子承擔物重,可判斷拉力移動距離與鉤碼上升高度的關(guān)系為s=3h,所以拉彈簧測力計的線端通過的距離s=3h=30.2m=0.6m,拉力做的總功W總=Fs=0.6N0.6m=0.36J,由此可知,表中的數(shù)據(jù)0.4和0.24是錯誤的;(3)額外功不變,提升的物體越重,所做的有用功越多,機械效率越高,所以η1<η2.,0.4,0.24,<,本講實驗考點:測量滑輪組的機械效率.(要求能夠熟練操作、掌握整個實驗過程,包括實驗原理、實驗方法、器材、裝置圖、步驟、數(shù)據(jù)表格、結(jié)論以及易錯點等問題),實驗探究測量滑輪組的機械效率,在“測量滑輪組的機械效率”實驗中,某實驗小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法,分別做了甲、乙、丙3組實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下:,(1)實驗的原理是______________________;(2)在實驗操作中應該__________________拉動彈簧測力計,使鉤碼緩慢上升;(3)進行第2次測量時滑輪組的機械效率約為__________(保留三位有效數(shù)字);(4)進行第3次測量時,彈簧測力計示數(shù)為________N,滑輪組做的有用功是______J;(5)分析實驗數(shù)據(jù),實驗小組得出的實驗結(jié)論是:滑輪組的機械效率與________________有關(guān),豎直向上勻速,78.4%,2.4,0.3,物重(或鉤碼重),1.[2018青島,12,3分][不定項]在相同的水平地面上,用水平力F勻速推動重為G的箱子,移動距離s.下列說法正確的是()A.箱子受到的推力和摩擦力是一對平衡力B.在此過程中重力做功為GsC.若撤去推力,箱子仍向前滑行,則滑行過程中摩擦力小于FD.若水平推力改為2F,仍使箱子移動距離s,則推力做功為2Fs,AD,2.[2016青島,13,3分][不定項]根據(jù)表格中數(shù)據(jù),下列說法正確的是(),表一,表二,A.將體積相同的鐵塊和銅塊分別放在已調(diào)好的天平左、右托盤中,指針偏向分度盤右側(cè)B.勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊,拉力所做的功W與提升高度h的關(guān)系圖象如右圖,則圖線a表示的是鐵塊C.橫截面積相同的銅線和鋁線,在電阻相等時鋁線較長D.在平直高速公路上,夏利和捷達轎車按照表二中的速度勻速行駛相同的時間,若牽引力的功率之比為2∶3,則牽引力之比為4∶5,ABD,3.[2014—2015青島改編,3分][不定項]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),下列說法正確的是(),A.用同樣的酒精燈給質(zhì)量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時間后,發(fā)現(xiàn)水中的溫度計示數(shù)較高B.裝有煤油和水的兩個容器底部受到的液體壓強與液體深度的關(guān)系可用圖象表示,其中圖線b表示的是煤油C.用力分別勻速提升體積之比為2∶1的實心銅塊和鋁塊,提升的高度之比為5∶4,則兩次拉力做功之比為55∶6(2015青島)D.用力分別勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊,提升的高度之比為3∶2,所用的時間之比為5∶9,則兩次拉力的功率之比為79∶10(2014青島),BD,4.[2018青島,專題二17(3),2分]工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600N的貨物,繩子自由端被豎直拉上6m,額外功為300J.求滑輪組的機械效率.,解:由圖知,n=3,由s=nh可得,貨物提升的高度=2m則所做的有用功W有=Gh=600N2m=1200J拉力所做的總功W總=W有+W額=1200J+300J=1500J則滑輪組的機械效率η=,5.[2017青島,專題五11,6分]小雨用滑輪組提升重物.每個滑輪等重,不計繩重、摩擦和液體的阻力.請畫出與解題過程相應的受力分析示意圖.,(1)物體A的質(zhì)量為50kg,求物體A的重力是多少?,解:物體A的重力G=mg=50kg10N/kg=500N,(2)如圖甲所示,小雨對繩子自由端的拉力為150N時,地面對物體A的支持力是100N.為了提起物體A,他增加了滑輪個數(shù),組裝了如圖乙所示的滑輪組,并利用它將物體A在空氣中勻速提升了2m,求小雨做的功是多少?,解:由題意可知,小雨沒有把重物A提起來,對A進行受力分析如圖1,由力的平衡條件可得G=F拉+F支.滑輪組對A的拉力F拉=G-F支=500N-100N=400N根據(jù)力的作用是相互的,A對滑輪組的拉力等于滑輪組對A的拉力,由圖甲可知,n=3,對甲滑輪組的動滑輪進行受力分析,如圖2所示,由力的平衡條件可得3F=F拉+G動,所以動滑輪的重力G動=3F-F拉=3150N-400N=50N為了提起物體A,他增加了滑輪個數(shù),組裝了如圖乙所示的滑輪組,對乙圖的動滑輪和物體A進行受力分析,如圖3所示,,此時繩端的拉力F′=(G+2G動)=(500N+250N)=150N由圖乙可知,n′=4,繩子移動的距離s=4h=42m=8m小雨做的功W=F′s=150N8m=1200J,(3)小雨用圖乙所示的滑輪組,將另一密度為1.5103kg/m3的物體B從某液體中勻速向上拉至空氣中,拉力F隨時間t變化的圖象如圖丙所示.已知F2與F1之差為50N,在空氣中提升B時滑輪組的機械效率為75%.求液體密度是多少?,6.[2016青島,專題五,11,5分]小雨通過如圖甲所示滑輪組將水中物體勻速提升至空中,他所用拉力F與繩子自由端移動的距離s的關(guān)系圖象如圖乙所示.其中物體在空中勻速上升過程中滑輪組的機械效率為85%.每個滑輪等重,不計繩重、摩擦和水的阻力.求:,(1)物體在空中上升1m,小雨做的功是多少?,解:由圖象乙知,物體在空中上升時拉力F=200N則小雨做的功W=Fs=200N41m=800J,(2)每個滑輪的重力是多少?,解:由,得物體所受的重力G=nηF=485%200N=680N物體在空中時,拉力等于物體重力與滑輪的重力之和,即G滑總+G=nF,則動滑輪的總重力G滑總=nF-G=4200N-680N=120N每個滑輪的重力G滑=120N2=60N,(3)物體的密度是多少?,解:由圖象乙知,物體浸沒在水中時F′=100N物體在水中時,拉力與浮力之和等于物體重力與滑輪的重力之和,即nF′+F?。紾+G滑總,,則物體所受的浮力F?。紾+G滑總-nF′=680N+120N-4100N=400N由F?。溅阉甮V排,得物體的體積V=V排==由G=mg,得物體的質(zhì)量m=則物體的密度ρ=,7.[2015青島,專題五12,5分]小雨站在水平地面上,通過如圖所示的滑輪組從井中提水(不計繩重及摩擦).已知小雨的重力為500N、雙腳與地面的接觸面積為0.04m2,圓柱形水桶的底面積為0.2m2、容積為0.1m3(不計桶的厚度).,(1)將空桶勻速下放的過程中(桶底未接觸水面),小雨對地面的壓強為1.15104Pa,則桶和動滑輪總重是多少?,解:小雨對地面的壓力FN=p人S人=1.15104Pa0.04m2=460N小雨對繩子的拉力F=G人-FN=500N-460N=40N桶和動滑輪總重G0=nF=340N=120N,(2)向上提水,當桶底受到水向上的壓強為2.5103Pa時,小雨對地面的壓強為1104Pa;小雨將水桶拉離水面后,勻速拉動過程中滑輪組的機械效率是多少?,8.[2014青島,專題五11,5分]小雨受到的重力為640N,他站在水平地面上時對地面的壓強為1.6104Pa.他用如圖所示滑輪組勻速提升物體A,滑輪組的機械效率為90%(不計繩重和摩擦),此時他對水平地面的壓強為6103Pa.則物體A重力GA=?,解:小雨與地面的接觸面積勻速提升物體A時,小雨對地面的壓力F′=p′S=6103Pa0.04m2=240N小雨對繩子的拉力F拉=G-F′=640N-240N=400N由,得物體A的重力GA=3F拉η=3400N90%=1080N,9.[2012青島,專題五11(4),3分]為了營救落入井中的葉子姐姐,小雨通過如圖滑輪組將一只底面積為0.2m2的圓柱形空木桶勻速緩慢地放入井中,葉子姐姐爬進木桶中,為了安全起見,小雨用75N的力拉著繩子使木桶保持靜止,此時木桶浸入水中的深度為0.25m.小雨用力將木桶拉出水面,又經(jīng)過65s使木桶在空中勻速上升10m到達井口,將葉子姐姐救上來.(不計繩重和摩擦)在這65s中,小雨做功的功率多大?,解:木桶受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=ρ水gSh′=1.0103kg/m310N/kg0.2m20.25m=500NG總=G桶+G人+G動=nF′+F浮′=275N+500N=650N木桶拉出水面后小雨對繩的拉力F″=做功的功率P==100W,- 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